Cuando la profundidad de la excavación es mayor que 6 m, el uso de forros de madera se hace antieconómico y se emplean comúnmente otros métodos para entibar y apuntalar. De acuerdo con uno de los procedimientos, se hincan tablestacas de acero alrededor del límite de la excavación. Al ir extrayendo el suelo del recinto formado por las tablestacas, se insertan largueros y puntales.
Los tipos de tablestacas que comúnmente se usan para este objeto son los mostrados
en la fig. 8.2. La resistencia y rigidez del tipo b que tiene el alma en forma de arco, excede a la de alma plana a; mientras que las tablestacas con alma en forma de Z son las que tienen la mayor resistencia. En consecuencia, se usan los tipos a y b en excavaciones de poca profundidad y el tipo c para las excavaciones más profundas, o para aquéllas en que se espera tener presiones muy grandes.
Figura 8.2. Tipos de tablestacas comúnmente usadas para apuntalar los frentes de las excavaciones profundas. A) De alma plana. b) De alma curva. c) Con forma de Z.
Cuando la excavación se ha profundizado unos cuantos metros, se insertan largueros y puntales, como se muestra en la fig. 8.3. Los largueros comúnmente son de acero, ylos puntales pueden ser de acero o de madera. Prosigue luego la excavación a un nivel inferior, y se instala otro juego de largueros y puntales. Este proceso continúa hasta que se termina la excavación. En la mayor parte de los suelos es aconsejable hincar las tablestacas varios metros abajo del fondo de la excavación para evitar los bufamientos locales. En algunos casos, con la porción hincada se elimina la necesidad de instalar un puntal en el fondo del corte. Es importante proporcionar apoyo vertical al apuntalamiento. Esto puede hacerse manteniendo postes abajo del sistema de apuntalamiento para que transmitan su peso al suelo inferior o sujetando el apuntalamiento a vigas que se extiendan a través del borde superior del corte.
En la mayor parte de los suelos, puede exponerse una cara vertical de varios metros cuadrados sin peligro de que el terreno sufra colapso. Entonces, puede ser posible eliminar las tablestacas para reemplazarlas con una serie de pilotes en H colocados con una separación de 1 a 3 m. Estos pilotes verticales, se hincan con sus patines paralelos a los costados de la excavación, como se muestra en la fig. 8.5b. Al quitar el suelo cercano a los pilotes, se introducen tablas, como se muestra en la figura y se acuñan contra el suelo que está fuera del corte. En general, al avanzar la profundidad de la excavación de un nivel a otro, se insertan largueros y puntales de la misma manera que para el forro de metal.
Figura 8.3 Secciones transversales en apuntalamientos típicos de excavaciones profundas a) Frente entibando con tablestaca de acero b) Frente retenido por pilotes H y Forro
Si el ancho de una excavación profunda es demasiado grande para que permita el uso económico de puntales a través de toda la excavación, pueden usarse puntales inclinados, siempre que exista el apoyo adecuado para ellos. En algunos casos, es posible excavar la porción central del lugar a su máxima profundidad y colar parte de la cimentación. Después, la parte terminada de la cimentación sirve de apoyo a los puntales inclinados o rastras que se requieren cuando se excava el resto. Este procedimiento se muestra en la fig. 8.4.
Como alternativa del apuntalamiento transversal o de los puntales inclinados, con frecuencia se usan tirantes. De acuerdo a un sistema, mostrado en la fig. 8.5 se hacen agujeros inclinados en el suelo fuera
del ademe o de los pilotes H; en terreno favorable se hace una ampliación o campana en el extremo del agujero. Luego se coloca el refuerzo que va a trabajar a la tensión y se llena de concreto la perforación. Usualmente, cada tirante se preesfuerza antes de aumentar la profundidad de la excavación. El equipo y los métodos para perforar son semejantes a los usados en la perforación de las pilas.
Algunas veces, es preferible completar los muros exteriores de una estructura antes de quitar el material en el espacio ocupado por los sótanos. Los muros se construyen en zanjas angostas apuntaladas, como se muestra en la fig. 8.6. Después, cuando se han terminado los muros y el sistema de piso se ha construido arriba, puede excavarse el bloque de suelo que queda entre las paredes. El piso proporciona el apuntalamiento para la parte superior de las paredes y puede insertarse el apuntalamiento adicional necesario cuando la excavación progrese.
Ocasionalmente, los muros exteriores se construyen en una zafia llena de lodo o de un líquido denso de arcilla en suspensión semejante al lodo de barrenación (art. 5.2). El lodo estabiliza las paredes de la zanja y permite la excavación sin necesidad de ademe o de apuntalamiento. Las armaduras del refuerzo se bajan en el lodo que se desplaza con concreto colocado con trompa de elefante. Se necesita equipo especial para las diferentes operaciones, y las ocasionales imperfecciones deben anticipar- se y repararse. Aunque es más común en Europa, el método se ha usado en varias obras en Norte América, incluyendo el World Trade Center en la ciudad de Nueva York, donde los muros se construyeron en zanjas de lodo que estaban soportadas por un sistema de tirantes.
